Navoiy Davlat pedagogika Instituti Matematika va Informatika yo`nalishi

Navoiy Davlat pedagogika Instituti Matematika va Informatika yo`nalishi
2-K guruh talabasi Juliyev Diyorning Fizika fanidan
Mustaqil Ishi

Mavzu:Molekulalarning tezliklari.Ichki energiya.

Ichki energiya formulasi. Ichki energiya va uni o'zgartirish usullari U yoki bu jismoniy hodisani yoki hodisalar sinfini har xil darajadagi yaqinlashuv modellari yordamida ko'rib chiqish qulay. Masalan, gazning harakatini tavsiflashda fizik model - ideal gaz ishlatiladi. Har qanday modelning qo'llanilishi chegaralari bor, undan tashqari uni takomillashtirish yoki murakkabroq variantlarni qo'llash talab etiladi. Bu yerda biz fizik tizimning ichki energiyasini ma'lum chegaralardagi gazlarning eng muhim xususiyatlariga asoslangan holda tavsiflashning oddiy holatini ko'rib chiqamiz. Jismoniy tizimning energiya holati Har qanday makroskopik jismoniy tizim (tana, idishdagi gaz yoki suyuqlik) o'zining kinetik va potentsialidan tashqari yana bir turdagi energiyaga ega - ichki. Bu qiymat fizik tizimni tashkil etuvchi barcha quyi tizimlar - molekulalarning energiyalarini jamlash orqali olinadi. Gaz tarkibidagi har bir molekulaning o'ziga xos potentsial va kinetik energiyasi ham mavjud. Ikkinchisi molekulalarning uzluksiz xaotik issiqlik harakati bilan bog'liq. Ular orasidagi turli xil o'zaro ta'sirlar (elektr tortishish, itarilish) potentsial energiya bilan belgilanadi. Shuni esda tutish kerakki, agar jismoniy tizimning biron bir qismining energiya holati tizimning makroskopik holatiga hech qanday ta'sir ko'rsatmasa, u hisobga olinmaydi. Masalan, normal sharoitda yadro energiyasi jismoniy ob'ekt holatidagi o'zgarishlarda o'zini namoyon qilmaydi, shuning uchun uni hisobga olish kerak emas. Ammo yuqori harorat va bosimlarda buni allaqachon qilish kerak. Maksvell taqsimot, Bol’tsmon taqsimoti,diffuziya, issiqlik o’tkazuvchanlik, ichki ishqalanish, kuchish tenglamasi.
Ma’lumki gaz molekulalari doimo harakatda bo’ladi. Bu harakat natijasida ular tezlikka ega bo’ladilar. Gaz malekulalarining ilgarilanma harakati o’rtacha kvatratik tezligini topish uchun malekulalarning ilgarilanma harakati o’rtacha kinetik energiyasining ilgari olingan ifodasini topomiz.Bu ifodalarning o’ng qismlarini tenglashtirib quyidagini hosil qilamiz.Bu tenglikdan  bo’lsa tengligimiz bunday ko’rinishda ega bo’ladi.Bundan esa gaz uchun molekulalarning o’rtacha kvadratik tezligi absalut temperaturadan chiqarilgan kvadrat ildizga proportsional va faqat temperaturaga bog’liq ekanligi kelib chiqadi.
Masala: Kislarot molekulalarining temperaturadagi o’rtacha kvadratik tezligini hisoblang.
O’rtacha kvadratik tezlik molekulalar harakatining faqat statistic xaraktristkasidir. Haqiqatdan ham molekulalar biror T temperaturada turli v tezliklar bilan harakatlanadi. Tezliklarning butun diapazonini tezlikning juda kichik ga ting intervallariga bo’lamiz hamda biz tezliklar intervaliga biror molekulalar soni keladi. nisbat tezlikning har bir birlik intervaliga qancha molekula to’g’ri kelishini, boshqacha aytganda molekulalarning tezliklar bo’yicha taqsimotini bildiradi. Bu taqsimot funksiyani birichi bo’lib ingliz olimi Maksvel nazariy bilan ehtimollar nazariyasi asosida aniqlagan edi. Marsvell taqsimot funksiyasi Maksvell qonuni deb atalgan quydagi formula bilan ifodalinadi.O’rtacha kvadratik tezlik molekulalar harakatining faqat statistic xaraktristkasidir. Haqiqatdan ham molekulalar biror T temperaturada turli v tezliklar bilan harakatlanadi. Tezliklarning butun diapazonini tezlikning juda kichik ga ting intervallariga bo’lamiz hamda biz tezliklar intervaliga biror molekulalar soni keladi. nisbat tezlikning har bir birlik intervaliga qancha molekula to’g’ri kelishini, boshqacha aytganda molekulalarning tezliklar bo’yicha taqsimotini bildiradi. Bu taqsimot funksiyani birichi bo’lib ingliz olimi Maksvel nazariy bilan ehtimollar nazariyasi asosida aniqlagan edi. Marsvell taqsimot funksiyasi Maksvell qonuni deb atalgan quydagi formula bilan ifodalinadi.Absolyut tempraturada barcha molekulalar yer sirtiga tushib qolgan bo’ladi. Yuqori tempraturalarda aksincha molekulalar soni balandlikka sekinroq kamayadi, natijada molekulalar balandlik bo’yicha taqsimoti esa 2 ta tendensiya ta’siri natijasida qaror topadi.1) Molekulalarning kuch bilan xarakterlanadi. Yerga tortilishi ularni yer sirtiga tushurishga intiladi.2) kT kattalik bilan xarakterlanadigan issiqlik harakati molekulalarni barcha baiandliklar bo’ylab tekis sochib yuborishga intiladi. qancha katta va qancha kichik bo’lsa birinchi tendensiya kuchliroq ta’sir ko’rsatadi va molekulalar yer yuziga yaqinroq joyda to’planishadi. bo’lgan pirovart holatda issiqlik harakati butunlay to’xtaydi va molekulalar yerning tortishish kuchi ta’siri ostida yer yuziga joylashadi. Temperature yuqori bo’lganda issiqlik harakati ustunlik qiladi va molekulalarning zichligi balandlikka ko’tarilgan sari sekin kamaya boradi. Barometrik formulada P ni nkT bilan almashtirsak hajm birligidagi molekulalar soni balandlikka qarab o’zgarish qonunini topamiz  .Bu erda - balandligi nolga teng bo’lgan joyda hajm birligidagimolekulalar soni balandlikda hajm birligidagi molekulalar soni.Topilgan bu ifodani almashtirish mumkin, buning uchun nisbatni unga teng bo’lgan nisbatga almashtirish lozim, bu erda m-bitta molekulaning massasi k-Bolsman doimiysi.
Bolsmon shuni isbot qiladiki (3) taqsimot formulasi va undan kelib chiqadigan (4) formula xaotik issiqlik harakati holatidagi istalgan bir xil zarralar to’plami uchun faqat yer tortish kuchlarining potensial maydonigina emas, balki kuchlarning har qanday potensial maydonida ham to’g’ri ekanini ham isbot qiladi. Shu sababli bu munosabat Bol’smon taqsimoti deyiladi. Maksvell qonuni zarralarning kinetik energiyasi qiymatlari bo’yicha taqsimotini ko’rsatgani holda, Bolsmon qonuni zarralarning potensial energiyasi qiymatlari bo’yicha taqsimotni ifodalaydi. Yuqorida keltirilgan ikkala taqsimotni bitta Maksvell – Bol’smon qonuni qilib birlashtirish mumkin, bu qonunga muofiq tezliklar v bilan v+dv asosida yotadigan molekulalarning hajm birligi ichidagi soni quydagiga teng.
Gaz molekulalarining xaotik harakati tufayli gaz hamma vaqt uzluksiz aralashib turadi. Gazlarda bo’ladigan quyidagi muhim hodisalar shunga bog’liqdir.
Agar gaz hajmining turli qismlarida dastlab zichlik bir xil bo’lmasa, vaqt o’tishi bilan zichlik baravarlashadi. Xuddi shuningdek bir-biriga tegib turgan ikki turli gaz o’zaro tekis aralashadi. Bu hodisa diffuziya deyiladi. Turli qismlarining dastlabki tempraturasi turlicha bo’lgan gaz hajmida vaqt o’tishi bilan tempratura baravarlashadi, tempraturalarning bunday baravarlashishi molekularning o’z energiyalari ni olib ko’chish hisobiga bo’ladi. Bu hodisa issiqlik o’tkazuvchanlik deyiladi. Gaz qattiq AB devor bo’ylab oqayotgan bo’lsin. Agar devordan ancha.
Masalalar